电机与拖动习题与解答
第1章 电磁学基础知识
1.1 简答题
1. 用电磁感应定律求感应电动势时，公式dt di L e ?
-=、dt d e ψ-=、dt
d N
e Φ?-=，以及Blv e =中，哪个公式是最普遍的形式？其它公式必须在什么条件下适用？
答：式dt
d e ψ
-
=是感应电动势的普遍形式。其负号表示感应电动势的正方向与磁链的正方向符合右手螺旋关系，如果两者不符合右手螺旋关系，则应取正号。
2. 如果感应电动势的正方向与磁通的正方向之间不符合右手螺旋关系，则电磁感应定律应改写成dt d e ψ=
或dt
d N
e Φ
?=，试说明其原因。
3. 有两个线圈匝数相同，一个绕在闭合铁芯上，另一个是空芯的，两个线圈通入频率相同的交变电流，如果它们的自感电动势相等，试问哪个线圈的电流大？为什么？
答：空芯的线圈电流大。因为两者频率相等，产生同样的e ，意味着产生同样的φ，根据N ?I=φ?Rm ，由于铁芯的磁导率大得多，即磁阻小得多，故空芯情况下的（N ?I ）空芯>>（N ?I ）铁芯，所以I 空芯>>I 铁芯。
4. 若磁路上有几个磁动势同时作用，磁路计算时能否使用叠加原理？为什么？
5. 在一个恒定的磁场中，铁芯中是否存在磁滞损耗和涡流损耗？为什么？
6. 在交变磁场中，铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的？它们与哪些因素有关？
7. 什么是铁磁材料的基本磁化曲线？基本磁化曲线与起始磁化曲线有何不同？
8. 铁磁材料是如何分类的？各有什么特点？
1.2 分析题
1. 变压器原理图如图所示，试回答：
（1）当线圈N 1施加正弦电压U 1时，为什么在线圈N 1 及N 2中都会感应出电动势？
（2）当电流I s 增加时，标出这时N 1 及N 2中感应电动势的实际方向。
答：
（1）当线圈N1流过电流i1时，会在铁芯建立磁通Ф，i1与Ф正方向符合右手螺旋关系，由于磁通Ф同时交链线圈N1和N2，所以当i1交变时，N1与N2所交链的磁链以同一个频率交变，所以在N1和N2中都会感应出电动势。
（2）按右手螺旋关系，标出Ф在N1和N2中感应出电动势e1和e2的正方向，如图中实线所示，感应电动势表达式分别为
dt
d N
e Φ
1
1-=
dt
d N
e Φ
2
2-= 当电流 i 增加时，Ф也增加，0>dt
d Φ
，由以上表达式可知，01 明此时N1和N2中感应出电动势的实际方向与e1和e2的正方向相反，如图中虚线（与实线方向相反）所示。 第2章直流电机 2.1 简答题 1. 直流电动机的电枢绕组中为什么也有感应电动势？其方向与电流方向有何关系？他励直流发电机空载即电枢电流为零时，有没有电磁转矩？为什么？ 答：直流电动机的电枢绕组旋转时，电枢导体切割气隙磁场，在电枢绕组产生感应电动势，其方向与电枢电流方向相反，称为反电动势。 他励直流发电机空载即电枢电流为零（Ia=0）时，根据T=CtФIa，故电磁转矩T=0. 2. 直流电机的电枢铁芯为什么必须采用硅钢片叠成，而机座和主磁极可以采用整块铁？为什么有的主磁极也采用薄钢板叠成？ 答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯的磁场是交变的，为了减少铁耗，用硅钢片叠成。机座和主磁极的磁场是恒定的，故可以采用整块铁。 但是，由于电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面的磁场发生脉动，引起附加损耗，为了降低表面损耗，主磁极有时采用薄钢板叠成。 3. 什么是电机的可逆原理？接在直流电源上运行的直流电机，如何判别它是运行于发电机状态还是电动机状态？ 答：同一台电机（直流、交流）由于外界使用条件不同，既可以作发电机运行，也可以作电动机运行。这个电机理论中普适的原理称为电机的可逆原理。 当端电压U<电枢电动势Ea，电枢电流Ia与Ea方向一致时，为发电机状态；当端电压U>电枢电动势Ea，电枢电流Ia与Ea方向相反时，为电动机状态； 4. 如果将电枢装在定子上，主磁极装在转子上，换向器和电刷如何安装，才能作直流电机运行？ 答：这种结构是旋转磁极式，因电刷必须与主极相对静止，所以电刷也应装在转子上；而换向器必须与电枢相对静止，所以换向器应装在定子上。 5.直流电机电枢绕组是旋转的，而电枢绕组中的电流又是交流电，试问电枢电流所建立的磁场在空间上是恒定的还是交变或旋转的，为什么？ 答：是恒定的。因为主磁极N 或S 下的电枢导体的电流方向不变。 6.直流电机的主磁通既交链电枢绕组，又交链励磁绕组，为什么只有电枢绕组中有感应电动势，而在励磁绕组中没有感应电动势？ 答：主磁通对励磁绕组来说是恒定不变的，因此励磁绕组中没有感应电动势；主磁通对电枢绕组来说是交变的，故在电枢绕组中会产生感应电动势。 7. 如何改变他励和并励直流发电机的端电压极性？ 答：他励：使电机反转；或将励磁电压反接； 并励：励磁绕组反接，同时将电机反转。 8. 什么是电枢反应？对电机有什么影响？ 答：直流电机带上负载运行后，电枢里有电流流过，电枢电流产生电枢磁场，电枢磁场的出现有可能对主极磁场产生影响，这种影响称为电枢反应。电枢反应的结果是负载后每极下总的磁通量比空载时要少。而且电枢电流越大，这个现象越严重。 2.2 计算题 1. 某直流发电机的额定功率P N =145KW ，额定电压U N =230V ，额定转速n N =1450r/min ，额定效率η=90%，求该发电机的额定电流、额定运行时的输入功率？ 解： )(630230 145000 A U P I I U P N N N N N N === ?= )(1619 .0145000 kW P P N N IN == = η 2. 某直流电动机的额定功率P N =22KW ，额定电压U N =220V ，额定效率η=83%， 求该电动机的额定电流、额定运行时的输入功率？ 解： )(48.12083 .022022000 A U P I I U P N N N N N N N N =?= = ?=ηη )(5.26)(2650548.120220kW W I U P N N IN ==?== 3. 某四极直流电机，电枢槽数z=36，单叠绕组，每槽导体数为6，每极磁通为2.2×10-2Wb ，电枢电流为Ia=800A ，试问：电磁转矩和支路电流分别是多少？ 解： 395 .342236 622=???==ππa pN C T ) (35.605800102.2395.342m N I C T a T em ?=???==-Φ 支路电流： A a I i a a 2004 8002=== 4. 某他励直流电动机的额定电压U N =220V ，额定电流电流为I N =10A ，额定转速 n N =1500r/min ，电枢回路总电阻R a =0.5Ω，试求： （1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩； （2）保持额定时励磁电流及总负载转矩不变时，端电压降为190V ，则稳定后的电枢电流和转速是多少？（忽略电枢反应） 解： （1）由于他励Ia N = I N =10A ，所以 V R I U E a N N aN 2155.010220=?-=-= ) (215010215W I E P a a M =?== )(7.131500260 2150260m N n P P T N M N M ?=??=?= = ππΩ （2）由于fN f I I =不变，忽略电枢反应，则有N ΦΦ=，又因总负载转矩不变 则 10===== N aN N T N T a I I C T C T I ΦΦ A 1855.010190=?-=-=a a a R I U E V 由于N ΦΦ=，所以 1291215 1500 185=?=?=?=aN N a a N aN E n E n n E n E r/min 5. 某并励直流电动机在某负载时的转速为n=1000r/min ，电枢电流为Ia=40A ， 端电压为U=110V ，电枢回路总电阻为R a =0.045Ω，其他条件不变，但总负载转矩T L 增大为原来的4倍，试求：稳定后的电枢电流及转速分别为多少？（忽略电枢反应） 解：当负载为T L 时， 2.108045.040110=?-=-=a a a R I U E V 当负载为L L T T 4='时， 稳定后16040444=?==='='a T L T L a I C T C T I Φ Φ A 8.102045.0160110=?-='-='a a a R I U E V 由于Ф不变， 1.9502 .10810008.102=?='='?''=a a a a E n E n n E n E r/min 第3章 直流电动机的电力拖动 3.1 简答题 1. 写出他励直流电动机的固有机械特性方程式，说明各物理量的含义，并绘制 机械特性曲线。 答： em N T e a N e T C C R C n 2 N U Φ-Φ= ； 其中，n---转速；U N ---额定电压；Ce---电动势常数； Ct---转矩常数； ΦN ---每极磁通；Tem---电磁转矩。 2. 一般的他励直流电动机为什么不能直接启动？采用什么启动方法较好？ 答：直接启动由于电枢电动势0=Φ=n C E e a ，最初启动电流a S R U I = ，若直接启动，由于a R 很小，S I 会十几倍甚至几十倍于额定电流，无法换向，也会过热，因此，不能直接启动； 较好的启动方法是降低电源电压启动，启动过程中随着转速不断升高逐渐提高电源电压，始终保持max a S I I ≤，直到N U U =，启动便结束。 3．直流电动机的电磁转矩是拖动性的转矩，电磁转矩增大时，转速似乎应该上升，但从直流电动机的转速和转矩特性看，电磁转矩增大时，转速反而下降，这是什么原因？ 答： 电磁转矩a T I C Φ=em T ； 当T em 增大，则电枢电流I a 增大，反电动势 a a a a R I U E -=降低，而反电动势n C E e a Φ=，所以转速n 下降。 4. 请例举几种直流电动机的制动方法，并简要说明其工作原理。 答：1）能耗制动：当需要制动时，将开关S 投向制动电阻RB 上，电动机便进入能耗制动状态。 2）反接制动：反接制动分为电压反接制动和倒拉反接制动两种。 3）回馈制动：电动状态下运行的电动机，在某种条件下（如电动机拖动的机车下坡时）会出现运行转速n 高于理想空载转速n0的情况，此时Ea>U ，电枢电流反向，电磁转矩的方向也随之改变：由驱动转矩变成制动转矩。从能量 传递方向看，电机处于发电状态，将机车下坡时失去的位能变成电能回馈给电网，这种状态称为回馈制动状态。 3.2 计算题 1.他励直流电动机额定数据为：P N =22kW ，U N =220V ，I N =115A ，n N =1500r/min ，电枢回路总电阻R a =0.1Ω，忽略空载转矩T 0，电动机带额定负载运行时，要求把转速降到1000r/min ，若采用电枢串电阻调速，需要串入的电阻值？ 解：139.01500 1 .0115220=?-=-= ΦN a N N N e n R I U C 7.1582139 .02200==Φ= N e N C U n r/min 额定转速降落m in /7.8215007.15820r n n n N =-=-=? 串电阻后转速降落m in /7.58210007.15820r n n n =-=-=?， 设电枢串电阻为R ，则有 N a a n n R R R ??= +，所以Ω=-?=-??=605.0)17.827.582(1.0a a N R R n n R 或：如果负载不变则电枢电流不变，N N e N a I n C U R R ' Φ-= +Ω，可求出外串电阻ΩR 。 2. 一台他励直流电动机的额定数据为：P N =22kW ，U N =220V ，I N =115A ，n N =1500r/min ，电枢回路总电阻R a =0.1。忽略空载转矩T 0，电动机带额定负载运行，求： （1）额定运行时的电磁转矩；（6分） （2）若需将转速降为n=1000r/min ，当采用电枢回路串电阻降速时，应串入多大的电阻？（6分） （3）若需将转速降为n=1000r/min ，当采用降低电源电压降速时，外加电压应降为多少？ （5分） 解：1）139.01500 1 .0115220=?-=-= ΦN a N N N e n R I U C （2分） 66.152115139.055.955.9=??=Φ=Φ=N N e a T em I C I C T N·m 2）7.1582139 .02200==Φ= N e N C U n r/min 额定转速降落m in /7.8215007.15820r n n n N =-=-=? 串电阻后转速降落m in /7.58210007.15820r n n n =-=-=?， 设电枢串电阻为R ，则有 N a a n n R R R ??= +，所以Ω=-?=-??=605.0)17.827.582(1.0a a N R R n n R 或：如果负载不变则电枢电流不变，N N e N a I n C U R R ' Φ-= +Ω，可求出外串电阻ΩR 。 2） 降低电源电压后的理想空载转速： m in /7.10827.82100001r n n n N =+=?+= 降低后的电源电压为U 1，则 01 1n n U U N = 5.1502207 .15827 .10820011=?== N U n n U V 或N a N e a a a I R n C I R E U +'Φ=+='求解。 3.某他励直流电动机的额定数据为P N =54kW ，U N =220V ，I N =270A ，n N =1150r/min 。估算额定运行时的E aN ，再计算C e ΦN ，T N ，n 0，最后画出固有机械特性。 解：（1）根据额定容量，取E aN =0.95U N =0.95×220=209V （2） 1817.01150 209 === ΦN aN N e n E C （3） 735.11817.055.955.9=?=Φ=ΦN e N t C C （4） 额定电磁转矩m N I C T N N t N ?=?=Φ=5.468270735.1 （5） 理想空载转速min /12111817 .0220 0r C U n N e N ==Φ= （6）固有机械特性上两个特殊点：理想空载点（1211r/min, 0Nm ）；额定工作点（1150r/min ，468.5Nm ）; 机械特性曲线略。 4．一台他励直流电动机的额定数据如下： P N =29kW ，U N =440V ，I N =76.2A ，n N =1050r/min ，R a =0.4Ω，试求： 1）电动机拖动位能性负载（T L =0.8T N ），采用能耗制动，要确保最大制动电流不超过2I N ，制动电阻应选多大？最后下放的稳定转速为多少？ 2）电动机拖动一位能性负载（T L =0.8T N ），在电压反接时作回馈制动下放，下放转速为1200r/min ，问电枢回路应串联多大的电阻？ 答：39.01050 2 .764.0440=?-=-= ΦN N a N N e n I R U C 1）能耗制动开始瞬间的制动电流最大，电机工作在B 点，转速为 7.106539 .02 .768.04.04408.0=??-=Φ?-= =N e N a N A B C I R U n n min /r 所串电阻为327.221=-Φ= Ωa N A N e R I n C R Ω 最后下放速度为4268.01 -=?Φ+- =ΩN N e a D I C R R n r/min (对应D 点) 3）回馈制动以1200r/min 的速度下放重物，如图中E 点所示，所需电阻 Ω=-?-?--=-Φ-= Ω06.04.02 .768.0) 1200(39.04408.03a N E N e N R I n C U R 第二部分??直流电动机的电力拖动 一、填空题： 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。 （U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；Tem 2、直流电动机的起动方法有____ ___。（降压起动、电枢回路串电阻起动） 3、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2） 4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速） 5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁） 1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（??）（F ） 2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（??） （T ） 3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（??） （T ） 4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（??） （F ） 5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。（??） （T ） 三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2） （1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。 2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3） （1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。 3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。 4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）（1）能耗制动状态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。 5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I 1和I 2，那么：（2）（1）I 1I 2。 四、简答题： 1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？（电动机的机械特性与负 载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足em L dT dT dn dn ） 2、何谓电动机的充分利用？(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。) 一台他励直流电动机数据为：P N =，U N =110V ，I N =，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =Ω，求：（1）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？（2） U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，负载转矩为，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻？ 第三章：直流电机原理 一、简答题： 1、换向器在直流电机中起什么作用 在直流发电机中，换向器起整流作用，即把电枢绕组里交流电整流为直流电，在正、负电刷两端输出。在直流电动机中，换向器起逆变作用，即把电刷外电路中的直流电经换向器逆变为交流电输入电枢元件中。 2、直流电机铭牌上的额定功率是指什么功率 直流电机铭牌上的额定功率：对直流发电机而言，指的是输出的电功率的额定值;对直流电动机而言，指的是电动机轴上输出的机械功率的额定值 3、直流电机主磁路包括哪几部分磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪一 部分 直流电机的主磁路主要包括;主磁极、定、转子之间的气隙电枢齿、电枢磁轭、定子磁轭。磁路未饱和时，铁的磁导率远大于空气的磁导率，气隙的磁阻比磁路中的铁心部分大得多，所以，励磁磁通势主要消耗在气隙上。 4、如何改变他励直流发电机的电枢电动势的方向如何改变他励直流电动机空 载运行时的转向 通过改变他励直流发电机励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电枢电动势的方向;也可以通过改变他励直流发电机的旋转方向来改变电枢电动势的方向。 改变励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电动机旋转方向;也可通过改变电枢电压的极性来改变他励直流电动机的旋转方向。 5、直流发电机的损耗主要有哪些铁损耗存在于哪一部分,它随负载变化吗电 枢铜损耗随负载变化吗 直流发电机的损耗主要有:(1)励磁绕组铜损耗;(2)机械摩擦损耗;(3)铁损耗;(4)电枢铜损耗;(5)电刷损耗;(6)附加损耗。铁损耗是指电枢铁心在磁场中旋转时硅钢片中的磁滞和涡流损耗。这两种损耗与磁密大小以及交变频率有关。当电机的励磁电流和转速不变时,铁损耗也几乎不变。它与负载的变化几乎没有关系。电枢铜损耗由电枢电流引起,当负载增加时,电枢电流同时增加,电枢铜损耗随之增加。电枢铜损耗与电枢电流的平方成正比。 《电机及其应用》自测题 一、填空题 1、变压器的作用是将某一等级的交流( )变换成另一等级的交流( )。 2、变压器一次电势和二次电势之比等于( )和( )之比。 3、电力变压器中的变压器油主要起( )、( )和( )作用。 4、电力变压器的分接开关是用来改变变压器电压( )的装置，以便达到调节副边( )的目的。 5、变压器的额定电压和额定电流均指变压器的( )电压和( )电流。 6、变压器空载时的损耗主要是由于( )的磁化所引起的( )和( )损耗。 7、在测试变压器参数时，须做空载试验和短路试验。为了便于试验和安全，变压器的空载试验一般在( )加压；短路试验一般在 ( )加压。 8、变压器铁芯饱和程度愈高，其励磁电抗Xm就愈( )。 9、若将变压器低压侧参数折算到高压侧时，其电势(或电压)应( )、电流应( )、电阻(或电抗)应( )。10、三相组式变压器各相磁路( )，三相芯式变压器各相磁路( )。 11、三相变压器组不能采用( )连接方法，而三相芯式变压器可以采用。 12、变压器并联运行的条件是( )、( )、( )。 13、当三相变压器接成星形(Y)时，其线电压是相电压的( )倍，线电流与相电流( )。 14、当三相变压器接成三角形(D)时，其线电压与相电压( )，线电流是相电流的( )倍。 15、变压器在运行时，当( )和( )损耗相等时，效率最高。 16、有两台变压器，额定电压分别为10kV／和／，两台变压器的变比差值△K为( )，若其它条件满足并联运行，根据计算结果， 这两台变压器( )并联运行。 17、三绕组变压器的额定容量是指( )。 18、自耦变压器与同容量的两绕组变压器比较，它的空载电流( )。 19、自耦变压器适用于一、二次侧( )相差不大的场合，一般在设计时，变比Ka( )。 20、电焊变压器实际上是一台( )的降压变压器，它的外特性( )，短路电流( )。 21、整流变压器的容量一般取一、二次绕组容量的( )，又称为( )。 22、单相绕组的感应电势与( )、( )和( )成正比。 23、线圈的短距系数表示了短距线圈比整距线圈产生的电势( )的程度。 24、线圈的分布系数表示线圈分布放置后，其合成电势比线圈集中放置时电势( )的程度。 25、主极磁场非正弦分布引起的( )，对相电势的大小影响( )，主要影响了电势的( )。 电机与拖动试卷C卷及答案 一、单项选择题（20小题，每题2分，共40分） 1、电机是一种实现（）能量转换的装置。 B A 电能与热能B电能与机械能 C 电能与风能D机械能与热能 2、三相异步电动机转子串电阻，其特性曲线（）A A变软B变硬 C先变硬后软D先变软后硬 3、变压器空载电流小的原因是( )C A 一次绕组匝数多，电阻很大B一次绕组的漏抗很大 C 变压器的励磁阻抗很大D变压器铁心的电阻很大。 4、变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变，而将匝数增 加，则励磁电流( )B A 增加；B减少；C不变；D基本不变。 5、变压器的空载损耗（D）。 A．全部为铜损B．全部为铁损 C．主要为铜损D．主要为铁损 6、异步电动机的磁极是由（）产生。 D A定子绕组和三相电压B转子和单相电压 C定子绕组和单相电压D定子绕组、定子铁心和三相电压 7、输电线路使用高压输电主要是采用（）降低能量损耗。 C A 降低电线电阻B提高输电功率 C降低输电电流 D 提高电线电压 8、直流电机直接启动会产生（）C A电网电压提高B设备平稳运行 C过大的起动转矩D保护电机 9、三相异步电动机改变转向，可通过下面什么方法获得（）。D A．降低电压B．定子串电阻 C．转子串电阻D．改变相序 10. 三相异步电动机由单相电源供电时，下面说法正确的是（）。A A．起动转矩为零B．转速出现飞车 C．电磁转矩为零D．旋转速度大约为三相供电时的一半 11. 三相异步电动机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩（）。A A．下降B．上升 C．不变D．不能确定 12、三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因是（）。C A．异步电动机是旋转的B．异步电动机的损耗大 C．异步电动机定、转子间有气隙D．异步电动机由漏抗 13、空载磁场是在（）。A A电机不带负载B电机带负载 C电机额定电压下D电机过载下 电机与拖动基础 第一章电机的基本原理 (1) 第二章电力拖动系统的动力学基础 (6) 第三章直流电机原理 (12) 第四章直流电机拖动基础 (14) 第五章变压器 (29) 第六章交流电机的旋转磁场理论 (43) 第七章异步电机原理 (44) 第八章同步电机原理 (51) 第九章交流电机拖动基础 (61) 第十章电力拖动系统电动机的选择 (73) 第一章 电机的基本原理 1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系，并列出其基本物理规律与数学公式。 答： 电与磁存在三个基本关系，分别是 （1）电磁感应定律：如果在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在线圈中感应 出电动势。感应电动势的大小与磁通的变化率成正比，即 t ΦN e d d -= 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定，式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路 中磁通的变化。 （2）导体在磁场中的感应电动势：如果磁场固定不变，而让导体在磁场中运动， 这时相对于导体来说，磁场仍是变化的，同样会在导体中产生感应电动势。这种导体在 磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出 Blv e = 而感应电动势的方向由右手定则确定。 （3）载流导体在磁场中的电磁力：如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体， 则会在载流导体上产生一个电磁力。载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关， 当导体与磁力线方向垂直时，所受的力最大，这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正比，即 Bli F = 电磁力的方向可由左手定则确定。 1-2 通过电路与磁路的比较，总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系（如电阻与磁 阻），请列表说明。 答： 磁路是指在电工设备中，用磁性材料做成一定形状的铁心，铁心的磁导率比其他物 质的磁导率高得多，铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合，这种人 为造成的磁通闭合路径就称为磁路。而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电 1、 若将铁磁材料置于交变磁场中，交变磁通在铁心中产生的功率损耗，称为（ ）。 A. 磁滞损耗 B. 涡流损耗 C. 铁损耗 D. 铜损耗 2、 关于变压器的功能，下列说法错误的是（ ）。 A. 变压功能 B. 变流功能 C. 变阻抗功能 D. 变频功能 3、 变压器负载运行时，若负载功率增大，则其铜耗和铁耗（ ）。 A. 增大/增大 B. 增大/不变 C. 不变/增大 D. 不变/不变 4、 异步电动机空载电流比同容量变压器大的原因是（ ）。 A. 异步电动机有气隙 B. 异步电动机的电磁功率大 C. 异步电动机的输出机械功率大 D. 异步电动机绕组匝数少 5、 在三相异步电动机的等效电路中，附加电阻 '21s R s 上消耗的功率是（ ）。 A. 总机械功率 B. 电磁功率 C. 输出功率 D. 输入功率 6、 异步电动机的短路试验又称为（ ）。 A. 空载试验 B. 负载试验 C. 制动试验 D. 堵转试验 7、 直流电机的电枢是指电机的（）部分。 A. 定子 B. 转子 C. 定子和转子 D. 励磁 8、 改变直流电动机的励磁电流的大小和方向，会使得电动势（ ）、电磁转矩（ ）。 A. 直流 B. 恒定 C. 交变 D. 不确定 9、对于他励直流电动机，可通过（ ）使其反转。 A. 单独改变电枢电压的极性 B . 单独改变励磁电压的极性 C. 使电枢回路总电阻足够大 D. A 或B 都可以 10、 若将铁磁材料置于交变磁场中，铁磁材料将被反复交变磁化，磁畴之间不停地翻转、 摩擦而消耗能量，这种损耗称为（ ）。 A. 铁心损耗 B. 涡流损耗 C. 磁滞损耗 D. 磁畴损耗 11、 变压器可以实现的功能包括（ ）。 A. 电压变换 B. 电流变换 C. 阻抗变换 D. 以上都包括 12、 变压器、电机的铁心总是用彼此绝缘的硅钢片叠压而成，主要考虑（ ）。 A. 铁心导磁性好 B. 铁心中有剩磁 C. 减少涡流损耗 D. 减少磁滞损耗 13、 变压器负载运行时，若负载电流增大，则其铜耗和铁耗（ ）。 A. 增大/增大 B. 增大/不变 学年度第一学期 自动化系《电机与电力拖动基础》期末考试试卷（） 年级专业自动化班级学号姓名 注：1、共120分钟，总分100分 2、此试卷适用自动化专业本科 一、选择题（每小题2分，共20分） 1．他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3） （1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。 2．直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2） （1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。 3．他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I1和I2，那么：（2） （1）I1 ①电源电压；②气隙大小；③定、转子铁心材质；④定子绕组的漏阻抗。 7．三相异步电动机在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会：② ①升高；②下降一直到停转；③②下降至零后再反向旋转；④下降到某一稳定转速。 8．三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于：② ①它们的定子或原边电流都滞后于电源电压；②气隙磁场在定、转子或主磁通在原、副边都感应电动势；③它们都有主磁通和漏磁通；④它们都由电网取得励磁电流。 9．三相异步电动机的与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩减小，临界转差率没变，则该人为机械特性是异步电动机的：（3） （1）定子串接电阻的人为机械特性；（2）转子串接电阻的人为机械特性；（3）降低电压的人为机械特性。 10．一台三相异步电动机拖动额定转矩负载运行时，若电源电压下降10%，这时电动机的电磁转矩：（1） （1）T em =T N ;(2) T em =0.81 T N ;(3) T em =0.9T N 。 二、填空题：（共20分） 1、（4分）他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。 （U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；Tem ） 2、（2分）三相变压器的联结组别不仅与绕组的_______和_______有关，而且还与三相绕组的_______有关。 （绕向；首末端标记；联结方式） 3.当s 在_______范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为_______；在_______范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为_______。（0～１；反电动势；－∞～０；制动转矩） 4.三相异步电动机根据转子结构不同可分为___ ____和__ _____两类。（笼型异步电动机和绕线型异步电动机） 5.一台6极三相异步电动机接于50H Z 的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为_______r/min ，定子旋转磁势相对于转子的转速为_______r/min 。（950；50） 6. 对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩_______，最大转矩_______。（增大；不变） 7. 三相异步电动机的过载能力是指______。 (N m T T /) 8. 拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机，其转差率s 在_______范围内时，电动机都能稳定运行。 (m s 0) 9. 三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则U 1应随f 1按_______规律调节。 (正比) 《电机与拖动》试题库 第一部分直流电机 一、填空题： 1、并励直流发电机自励建压的条件是主磁路存在剩磁励磁绕组并联到电枢两端的极 性正确_;_励磁回路的总电阻必须小于该转速下的临界电阻值。（主磁路存在剩磁；并联在 电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻） 2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当u>E a时为电动机（o 《电机与拖动基础》试题库及答案 第一部分直流电机 一、填空题： 1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。(主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻) 2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。（E a〈U；E a〉U） 3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。（叠绕组；波绕组；叠） 4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。（相反；相同） 5、单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是_______，_______。（2p；2） 6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流） 7、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用） 二、判断题 1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（）（F） 2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（）（T） 3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F） 4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（）（F） 三、选择题 1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。（1） （1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组 2、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是（）（3） （1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。 3、如果并励直流发电机的转速上升20%，则空载时发电机的端电压U0升高（）。（2） （1）20%；（2）大于20%；（3）小于20%。 四、简答题 1、直流发电机的励磁方式有哪几种？ （他励；自励（包括并励，串励和复励）） 2、如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联？ （使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言，换向极性和电枢要进入的主磁极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。 电机与拖动 绪论一、名词解释1. 磁场:电流周围的效应 2.磁动势（磁通势、磁势）:产生磁场的源泉 3.磁场强度:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势影响强度的一个物理量。 4.磁场感应强度（磁通密度）:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势感应能力强弱的一个物理量。 5.磁通量Φ：垂直穿过某一截面（面积为S）磁力线的数目 6.磁阻：就是磁力线通过磁路时所遇到的阻碍，磁阻与磁路的长度成正比，与磁路的磁导率成反比，并与磁路的截面积成反比 7电感：其实质表征的就是电磁装置电与磁转换能力的大小。 二、填空 1、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。 2、进行磁路分析和计算时，常用到磁路的基本定律有全电流定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律。 3、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 4、旋转电机是一种机电能量转换的机电装置。 5、把电能转换机械能的电机称为电动机; 把机械能转换电能的电机称为电发电机。 三、判断题 1、垂直穿过线圈的磁通量随时间变化，必然会在线圈中产生感应电动势。（√） 2、棱次定律表明垂直穿过线圈的变化磁通，会在线圈中产生电动势。（√） 3、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场变化率的方向一致的。（×） 4、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场方向一致的。（×） 六、问答题 1.电磁作用原理的综述 有电流必定产生磁场，即“电生磁” ；磁场变化会在导体或线圈中产生感应电动势，即“动磁生电” ;载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，即“电磁生力” 第一章直流电机的原理与结构 一、名词解释 （一）1.电枢：在电机中能量转换的主要部件或枢纽部分 2.换向：直流电机电枢绕组元件从一条支路经过固定不动的电刷短路，后进入另一条支路，元件中的电流方向改变的过程。 3.额定值：在正常的、安全的条件下，电气设备所允许的最大工作参数。 （二） 1.电机：机电能量（或机电信号）转换的电磁装置 2.直流电机：直流电能与机械能量进行转换的电磁装置 3.直流发电机：把机械能量转换为直流电能的电磁装置 4.直流电动机：把直流电能转换为机械能量的电磁装置 5.交流电机：交流电能与机械能量进行转换的电磁装置 6.交流电动机：把交流电能转换为机械能量的电磁装置 7.交流发电机：把机械能量转换为交流电能的电磁装置 （三）第一节距：同一元件的两个元件边在电枢圆周上所跨的距离 （四）极距：相邻两个磁极轴线之间的距离 （五）电角度：磁场在空间变化一周的角度表示 二、填空 1、铁心损耗一般包括磁滞损耗、涡流损耗。 电机及拖动试题(一) 一、单项选择题 1、在直流电机的公式E a=C eΦn以及T e=C TΦI a中，Φ指的是( ) A、每极合成磁通量 B、所有磁极总磁通量 C、主磁通每极磁通量 D、每对极合成磁通量 2、造成他励直流电动机固有机械特性是一条略微下垂的直线原因是 （） A、负载转矩 B、电源电压 C、气隙磁通 D、电枢电阻降压 3、一台50Hz三相感应电动机的转速n=720r/min,则该电机的极数以及同步转速为（） A、4极，1500r/min B、6极，1000r/min C、8极，750r/min D、10极，600r/min 4、一台50Hz三相感应电动机的拖动额定恒转矩负载运行时，若电源电压下降10%，则此时电动机的电磁转矩T a为（） A、T aN B、0.81T aN C、0.9T aN D、＞T aN 5、在三相感应电动机等效电路中，其中附加电阻（1-s)/(sR2＇)上所消耗的电功率等于（） A、输出功率P2 B、输入功率P1 C、电磁功率P m D、总机械功率PΩ 6、一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率s运行，当转子边串入电阻R=2R2＇（R已折算到定子边0,测得转差率将为（）A、等于原先的转差率s B 、三倍等于原先的转差率s C、两倍等于原先的转差率s D、无法确定 7、如果有一台三相感应电动机运行在转差率s=0.25的工况下，此时通过气隙传递的功率有（） A、25%的转子铜耗 B、75%是转子铜耗 C、75%是输出功率 D、全机械功率 8、三相感应电动机与电磁转矩的大小成正比的是（） A、电磁功率 B、输出功率 C、输入功率 D、全机械功率 9、电机气隙应取尽可能小的主要目的是（） A、减小附加损 B、提高功率因素 C、减小电机体积 D、提高运行可靠性 10、不能作为降低鼠笼型异步电动机堵转电流的方法是（） A、降低电源电压 B、定子边串接电抗 C、定子绕组接法 D、绝缘等级 11、绕线式异步电动机转子串电阻调速的机械特性所具有的特点是 （）A、串接电阻越大，堵转转矩越小B、最大转矩提高 C、转差率与转子总电阻成正比 D、串接电阻越大，堵转转矩越小 12、已知一台直流电动机的额定数据如下：额定功率P N=160KW，额定电压U N=220V，额定效率ηN=90%，额定转速ηN=1500r/min，则该电机的额定电流为（） A、0.539安 B、0.08安 C、727安 D、808安 13、一台他励直流电动机的额定功率P N=20KW，额定电压U N=220v, 直流电机部分 一．填空题 1.直流电机电枢绕组元件流过的电流是___________电流,流过正负电刷的电流是_________电流，直流发电机中电枢绕组产生的电磁转矩是_____ __性质的转矩,直流电动机电枢绕组电势的方向与电枢电流的方向__________。 2.直流电机的____________损耗等于___________损耗时效率最高。 3.他励直流发电机的外特性下降的原因有___________和__________，与之相比并励直流发电机的外特性，并励直流发电机电压变化率他励 直流发电机。 4.并励直流发电机自励建压的条件有三个,它们是____ ___,________ __和 _____________。 5. 一台并励直流电机Ea＞U时运行于_____ ____状态，此时电机I、Ia和I f 之间的关系_____________， Ea＜U时运行在_____ ___状态，电机I、Ia和I之间的关系_____________。f6. 直流电机空载时气隙磁密分布波形为___________波,电枢磁势分布的波形为___________波,电枢磁场空间分布波形为____________波。 7. 直流电机的电枢反应是，电刷放在几何中性线上，磁 路处于饱和状态时,电枢反应的影响为(1)_________ _(2)__________。 8.按负载转矩的大小随转速变化的规律分类,负载可以分为 _________,__________和________三类；位能性负载的机械特性位于____ _象限,反抗性负载的机械特性位于_________象限。 9.他励直流电动机恒转矩调速的方法有___________________,恒功率调速方法有________________。 10.他励直流电动机的励磁和负载转矩不变时,如降低电枢电压,则稳定后电枢电流将_________,电磁转矩将_________,转速将__________。 11.他励直流电动机高速下放重物,应用________制动,低速下放重物,应用 _________和________制动，其中消耗能量最多的方法_________。 12.为了经济合理的利用材料，直流电机的额定磁通通常设定在磁化特性曲线上膝点处，若额定磁通设定在膝点以上，则，若额定磁通 设定在膝点以下，则。 13.欲改变直流电动机的转向，可以_____________或_______________；三相异步电动机反转的方法为。 14.并励直流电动机,负载转矩保持不变,如将励磁回路的调节电阻增大,则稳定如只将电枢电路中的调节电阻增_______,电枢电流将________,运行后的转速将． 电机与拖动基础习题1(第3-6章) 第三章：直流电机原理 一、简答题： 1、换向器在直流电机中起什么作用? 在直流发电机中，换向器起整流作用，即把电枢绕组里交流电整流为直流电，在正、负电刷两端输出。在直流电动机中，换向器起逆变作用，即把电刷外电路中的直流电经换向器逆变为交流电输入电枢元件中。 2、直流电机铭牌上的额定功率是指什么功率? 直流电机铭牌上的额定功率：对直流发电机而言，指的是输出的电功率的额定值;对直流电动机而言，指的是电动机轴上输出的机械功率的额定值 3、直流电机主磁路包括哪几部分? 磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪一 部分? 直流电机的主磁路主要包括;主磁极、定、转子之间的气隙电枢齿、电枢磁轭、定子磁轭。磁路未饱和时，铁的磁导率远大于空气的磁导率，气隙的磁阻比磁路中的铁心部分大得多，所以，励磁磁通势主要消耗在气隙上。 4、如何改变他励直流发电机的电枢电动势的方向? 如何改变他励直流电动机空 载运行时的转向? 通过改变他励直流发电机励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电枢电动势的方向;也可以通过改变他励直流发电机的旋转方向来改变电枢电动势的方向。 改变励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电动机旋转方向;也可通过改变电枢电压的极性来改变他励直流电动机的旋转方向。 5、直流发电机的损耗主要有哪些? 铁损耗存在于哪一部分,它随负载变化吗? 电 枢铜损耗随负载变化吗? 直流发电机的损耗主要有:(1)励磁绕组铜损耗;(2)机械摩擦损耗;(3)铁损耗;(4)电枢铜损耗;(5)电刷损耗;(6)附加损耗。铁损耗是指电枢铁心在磁场中旋转时硅钢片中的磁滞和涡流损耗。这两种损耗与磁密大小以及交变频率有关。当电机的励磁电流和转速不变时,铁损耗也几乎不变。它与负载的变化几乎没有关系。电枢铜损耗由电枢电流引起,当负载增加时,电枢电流同时增加,电枢铜损耗随之增加。电枢铜损耗与电枢电流的平方成正比。 6、他励直流电动机的电磁功率指什么? 在直流发电机中，电磁功率指的是由机械功率转化为电功率的这部分功率。 7、不计电枢反应，他励直流电动机机械特性为什么是下垂的? 如果电枢反应去 磁作用很明显,对机械特性有什么影响？ 因为负载转矩增大，导致点数电流增大，电枢电动势下降显然引起转速下降。如果电枢反应去磁作用明显，会使每级磁通减小，电流越大，去磁作用也大，每级磁通的减小越明显，导致机械特性反而上翘。 二、计算题： 1、某他励直流电动机的额定数据为: P N = 17kW, U N =220V, n N = 1500 r / min,ηN = 0 .83。计算 I N , T2 N及额定负载时的P1 N。 试题一 一、填空题（每空1分，共20分） 1、直流电动机的起动方法有(串电阻 )和(降电压)。 2、直流电机的电磁转矩是由(电枢电流)和(气隙磁通)共同作用产生的。 3、三相旋转磁势的转速与(频率)成正比，与(极对数)成反比。 4、变压器额定电压下负载运行时，负载电流增大，铜损耗会(增大)；铁损耗会(不变)。 5、电压互感器使用时副边不允许(短路)电流互感器使用时副边不允许(开路)。 6、一台6极三相异步电动机接于50H Z的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为(950)r/min，定子旋转磁势相对于转子的转速为(50)r/min。 7、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电流越(小)。 8、当s在( )范围内异步电机处于电动机状态，此时电磁转矩为( )性质。 9、变极调速只适用于(笼形异步电动机)电动机，变极的方法是(改变定子接线方式)。 10、直流电动机拖动恒转负载进行调速时，应采用(串电阻启动)和(降压启动)调速方法，而拖动恒功率负载时应采用(弱磁)调速方法。 二、选择题（每题2分，共10分） 1、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（） A、串电阻的人为特性； B、降压的人为特性； C、弱磁的人为特性。 D、以上都不是 2、三相异步电动机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩： A.下降； B.增大； C.不变； D.都有可能 3、变压器并联运行，哪一项必须是严格满足的（） A、变压器的一、二次的额定电压相同 B、变压器的联结组别相同 C、变压器的短路阻抗的标么值相同 《电机与拖动》试题 及答案 直流电机 一、填空题： 1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。(主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻) 2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。（E a〈U；E a〉U） 3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。（叠绕组；波绕组；叠） 4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。（相反；相同） 5、单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是_______，_______。（2p；2） 6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流） 7、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用） 二、判断题 1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（）（F） 2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（T） 3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F） 4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（）（F） 第二部分 直流电动机的电力拖动 一、填空题： 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。 （U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；Tem 2、直流电动机的起动方法有____ ___。（降压起动、电枢回路串电阻起动） 3、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2） 4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速） 5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁） 1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（ ）（F ） 2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（ ） （T ） 3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（ ） （T ） 4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（ ） （F ） 5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。（ ） （T ） 三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2） （1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。 2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3） （1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。 3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。 4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）（1）能耗制动状态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。 5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I 1和I 2，那么：（2）（1）I 1I 2。 四、简答题： 1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？（电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足em L dT dT dn dn <） 2、何谓电动机的充分利用？(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。) 一台他励直流电动机数据为：P N =7.5kW ，U N =110V ，I N =79.84A ，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =0.1014Ω，求：（1）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？（2） U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，负载转矩为0.8T N ，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻？ 解：（1）0.068N a N e N N U R I C n -Φ== 1528/min N a a e N U R I n r C -==Φ （2）N T 不变时，em T 不变，即T N N T a C I C I Φ=Φ 93.930.85N N a N N N I I I A ΦΦ===ΦΦ 1738/min N a a e U R I n r C -==Φ （3）不计空载转矩时，em L T T =，故： 第1章 电磁学基础知识 1.1 简答题 1. 用电磁感应定律求感应电动势时，公式dt di L e ?-=、dt d e ψ-=、dt d N e Φ?-=，以及Blv e =中，哪个公式是最普遍的形式？其它公式必须在什么条件下适用？ 答：式dt d e ψ-=是感应电动势的普遍形式。其负号表示感应电动势的正方向与磁链的正方向符合右手螺旋关系，如果两者不符合右手螺旋关系，则应取正号。 2. 如果感应电动势的正方向与磁通的正方向之间不符合右手螺旋关系，则电磁感应定律应改写成dt d e ψ=或dt d N e Φ?=，试说明其原因。 3. 有两个线圈匝数相同，一个绕在闭合铁芯上，另一个是空芯的，两个线圈通入频率相同的交变电流，如果它们的自感电动势相等，试问哪个线圈的电流大？为什么？ 答：空芯的线圈电流大。因为两者频率相等，产生同样的e ，意味着产生同样的φ，根据N ?I=φ?Rm ，由于铁芯的磁导率大得多，即磁阻小得多，故空芯情况下的（N ?I ）空芯>>（N ?I ）铁芯，所以I 空芯>>I 铁芯。 4. 若磁路上有几个磁动势同时作用，磁路计算时能否使用叠加原理？为什么？ 5. 在一个恒定的磁场中，铁芯中是否存在磁滞损耗和涡流损耗？为什么？ 6. 在交变磁场中，铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的？它们与哪些因素有关？ 7. 什么是铁磁材料的基本磁化曲线？基本磁化曲线与起始磁化曲线有何不同？ 8. 铁磁材料是如何分类的？各有什么特点？ 1.2 分析题 1. 变压器原理图如图所示，试回答： （1）当线圈N1施加正弦电压U1时，为什么在线圈N1及N2中都会感应出电动势？ （2）当电流I s增加时，标出这时N1及N2中感应电动势的实际方向。 答： （1）当线圈N1流过电流i1时，会在铁芯内建立磁通Ф，i1与Ф正方向符合右手螺旋关系，由于磁通Ф同时交链线圈N1和N2，所以当i1交变时，N1与N2 电机与拖动试卷及参考答案 一、、填空题（每空1分，共30分） 1．直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相反），因此电磁转矩为（阻力）转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相同），因此电磁转矩为（动力）转矩。 2．接触器主要由（电磁机构）、（触点系统）、（灭弧装置）等三大部分组成。3．空气阻尼式时间继电器主要由（电磁机构）、（触点系统）和（延时机构）三部份组成。若要将通电延时型改成断电延时型，只需将（电磁机构翻转180度）。 4、用Y-△降压起动时,起动电流为直接用△接法起动时的（1/3）,所以对降低（起动电流）很有效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时（1/3），因此只适用于空载或轻载启动。 5．反接制动时，当电机转速接近于（0）时，应及时（切断电源），防止电机（反转）。 6、伺服电动机为了防止（反转）现象的发生，采用（增大转子电阻）的方法。 7、步进电动机是一种把（电脉冲）信号转换成（角位移或线位移）信号的控制电机。 8．分磁环的作用是使（产生的合成吸力始终大于弹簧的反作用力），以消除（衔铁的振动和噪声）现象；三相交流电磁机构是否需要分磁环（不需要）。 9．单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是（脉动磁场），可分解为（正向旋转磁场）和（反向旋转磁场）两部分。 10．熔断器又叫保险丝，用于电路的（短路）保护，使用时应（串）接在电路中。 二、判断题（每小题1分，共10分）。 （×）1．一台额定电压为220V的交流接触器在交流220V和直流220V的电源上均可使用。 （×）2．三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。 （×）3．交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，电机与拖动基础试题及答案
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